Question

（12分）工業上一般可采用如下反應來合成甲醇：
CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)  ΔH＝－a kJ·mol^－1

（1）上圖是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線。
①a __0（填“＞” “＜” “＝”）。
②下列說法正確的是_         _（填序號）。
a．1mol CO(g)和2mol H₂(g)所具有的能量小于1mol CH₃OH(g)所具有的能量
b．將1mol CO(g)和2mol H₂(g)置于一密閉容器中充分反應后放出a KJ的熱量
c．升高溫度，平衡向逆反應移動，上述熱化學方程式中的a值將減小
d．如將一定量CO(g) 和H₂(g)置于某密閉容器中充分反應后放熱aKJ，則此過程中有1molCO(g)被還原
（2）在一定條件下，科學家利用從煙道氣中分離出CO₂與太陽能電池電解水產生的H₂合成甲醇，其過程如下圖所示：

①該合成路線對于環境保護的價值在于_                                  _。
②15%～20%的乙醇胺（HOCH₂CH₂NH₂）水溶液具有弱堿性，上述合成線路中用作CO₂
吸收劑。用離子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱堿性的原因：
                                                                            。
（3）甲醇燃料電池的工作原理如下左圖所示。該電池工作時，c口通入的物質發生的電極
反應式為：_                                                                 _。

（4）以上述電池做電源，用上右圖所示裝置，在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理的過程中，發現溶液逐漸變渾濁，原因是（用相關的電極反應式和離子方程式表示）：
_                                                                            。

Answer 1

（1）① >（2分） ②d（2分）
（2）①有利于防止溫室效應（2分）
②HOCH₂CH₂NH₂ ＋ H₂OHOCH₂CH₂NH₃^＋＋ OH^－（2分）
（3） O₂+4e^－+4H⁺ =2H₂O（2分）； 
（4） Al－3e^－= Al³⁺（1分）     Al³⁺+3HCO₃^－ = Al(OH)₃↓+3CO₂↑（2分）
或Al－3e^－+3HCO₃^－ = Al(OH)₃↓+3CO₂↑（2分）

考查外界條件對平衡的影響以及電化學的應用等。
（1）根據圖像可知，溫度為T2的曲線先達到平衡狀態，所以T2大于T1。隨著溫度的升高，反應物的轉化率是降低的，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，所以正反應是放熱反應，a大于0；反應放熱，說明反應物的總能量大于生成物的總能量，a不正確。反應是可逆反應，1mol CO(g)和2mol H₂(g)不可能生成1mol甲醇，所以放出的熱量要小于akJ，b不正確。反應熱與物質前面的化學計量數有關，與平衡的移動方向無關，c不正確。所以選項d是正確的。
（2）根據轉化可知生成的CO₂用來合成甲醇，所以有利于可知溫室效應；根據乙酸胺的結構簡式可知，分子中的氨基可以結合水電離出的氫離子，從而破壞水的電離平衡，使溶液中OH^－濃度大于氫離子濃度，溶液顯堿性。
（3）原電池中負極是失去電子的，甲醇在反應中是還原劑失去電子被氧化，因此甲醇在負極通入。根據燃料電池的結構可判斷氫離子向右側移動，所以右側是正極，左側電極是負極。因此氧氣在右側通入，所以c處的電極反應式為O₂+4e^－+4H⁺ =2H₂O。
（4）根據電解池的結構可知，鋁是陽極，失去電子生成鋁離子進入溶液中。由于電解質是碳酸氫鈉溶液，所以生成的鋁離子和碳酸氫鈉水解相互促進，從而生成氫氧化鋁沉淀。